锌是蛋鸡饲粮中不可缺少的微量元素,是机体内300多种酶的组成成分,参与机体内多种细胞的新陈代谢,促进金属硫蛋白的合成,去除机体内多余的自由基,与机体内维生素E协同共同阻碍机体氧化损伤,与铜、铁等微量元素产生竞争抑制机体内的脂质过氧化反应,维持机体正常的抗氧化状态。随着研究的不断发展,有机锌因其高吸收率、低污染率,不断被应用到蛋鸡饲粮中。蛋鸡在产蛋后期,由于体内长时间旺盛的脂质代谢,体内的生殖系统和抗氧化状态都显著下降,鸡蛋变大,蛋重增加,蛋壳质量变差。找出无机锌和有机锌对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及抗氧化性能等方面的差异,确定适宜的添加水平,对于建立高效环保节约型蛋鸡生产体系具有重要意义。研究表明,饲粮中添加30 mg/kg锌(硫酸锌,ZnSO4)即可显著增加蛋重、蛋壳重量、蛋壳厚度和哈夫单位[1],添加140 mg/kg硫酸锌或蛋白锌还能显著提高产蛋率、机体的抗氧化能力,降低耗料量[2];添加50 mg/kg氧化锌或10 mg/kg蛋白锌可显著提高蛋鸡(60周龄)机体的抗氧化性能[3],且有机锌比无机锌更能提高蛋鸡体内的总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量[4]。而Niyomdecha等[5]认为饲粮中添加40、80、120 mg/kg有机锌不影响蛋鸡(53周龄)的生产性能、蛋品质等;还有学者认为,饲粮中添加100 mg/kg蛋氨酸锌会降低产蛋率[6]。因此,关于有机锌和无机锌对改善蛋鸡生产性能、机体氧化还原状态、鸡蛋品质等存在有效性,尚需深入研究;另外,生产中常遇到有机源锌效果并没有比无机源锌效果好的现象,那如何解释此类问题?本试验旨在对比研究硫酸锌和蛋氨酸锌对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及机体抗氧化性能的影响,确定蛋鸡产蛋后期饲粮中锌适宜的添加形式及水平,提高锌资源的有效利用,保护环境。
试验锌源分别采用分析纯一水硫酸锌(ZnSO4·H2O,批次号:20110211,含锌34.8%)和蛋氨酸锌(含锌9.58%),购于北京市科利民技术有限公司。
试验采用双因子+对照试验设计,选取504只54周龄生产性能相近、健康的海兰灰蛋鸡,随机分为7个处理,每个处理6个重复,每个重复12只鸡,阶梯式笼养,每笼3只鸡。预试期4周,正试期6周。预试期均饲喂锌缺乏的玉米-豆粕型基础饲粮(锌水平29.07 mg/kg),正试期各处理分别饲喂基础饲粮和在基础饲粮中分别添加硫酸锌和蛋氨酸锌(锌添加水平分别为35、70和140 mg/kg)的试验饲粮。
基础饲粮参照NRC(1994)和我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004),并结合海兰灰蛋鸡饲养手册配制。基础饲粮组成及营养水平见表1。
![]() | 表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) % |
采用半开放式鸡舍3层立体笼养,自然光照加人工补光,光照时间为16 h/d、光照强度为20 lx,相对湿度为50%~90%,自然通风结合纵向负压通风。饲粮为干粉料,每天喂料、捡蛋、清粪各2次,匀料4次,自由采食和饮水,每周消毒1次,鸡只常规免疫。
正试期,每天以重复为单位记录产蛋数和蛋重,计算平均蛋重和产蛋率。
每周以重复为单位计算耗料量和料蛋比。于试验第3周末和第6周末,每个重复取5枚鸡蛋,测定蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋白高度、蛋黄颜色、哈夫单位等蛋品质指标。
于试验的第3周末,每重复随机选取1只健康、体重相近的蛋鸡进行翅静脉采血并标号,3 000 r/min离心10 min,制备血浆,-80 ℃保存。于试验的第6周末,每重复选取标号蛋鸡进行屠宰,取血,3 000 r/min离心10 min,制备血浆,-80 ℃保存。摘取肝脏放于锡箔纸包好,并置液氮中速冻,-80 ℃保存。肝脏组织匀浆的制备:称取0.5 g左右肝脏,加9倍0.9%生理盐水,冰浴匀浆,4 ℃下4 500 r/min离心35 min,取上清,待测。
蛋壳厚度由蛋壳厚度测定仪(egg shell thickness gauge,Orka Technology Ltd)测定,蛋壳强度由蛋壳强度测定仪(egg force reader,Orka Technology Ltd)测定,蛋白高度、蛋黄颜色和哈夫单位采用SONOVA蛋品质自动分析仪(egg analyzerTM,ORKA Technology Ltd)进行测定;T-SOD活性、铜锌超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定;MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法测定;总抗氧化能力(T-AOC)和抗O-2能力用比色法测定。以上指标所用试剂盒购于南京建成生物工程研究所,采用酶标仪(versaMax,Molecular Devices,USA)测定吸光度。
试验数据采用SPSS 16.0统计软件,采用one-way ANOVA程序进行单因素方差分析,Duncan氏法进行多重比较和指标的相关分析,再采用GLM程序下的Univariate进行2×3因子分析,对锌源和锌添加水平的主效应及交互效应进行多元方差分析;显著水平为P<0.05,结果以平均值和标准误(SEM)表示。
由表2可知,产蛋率、平均日采食量和料蛋比在试验前期(1~3周)、试验后期(4~6周)及试验全期(1~6周)均不受锌源和锌添加水平的影响,且锌源和锌添加水平不存在交互作用(P>0.05)。平均蛋重在试验后期及试验全期受锌添加水平影响显著(P<0.05),其中锌添加水平为70 mg/kg时的平均蛋重显著低于锌添加水平为35 mg/kg时(P<0.05),而与锌添加水平为140 mg/kg时的差异不显著(P>0.05)。
![]() | 表2 不同来源和添加水平的锌对产蛋鸡生产性能的影响(59~64周龄)
Table 2 Effects of different sources and supplemental levels of Zn on performance of laying hens (59 to 64 weeks of age)
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由表3可知,饲喂3周,蛋壳厚度受锌源和锌添加水平的交互作用影响显著(P<0.05)。单因素方差分析结果显示,140 mg/kg蛋氨酸锌组蛋壳最厚。饲喂3周,蛋白高度和哈夫单位受锌源和锌添加水平的交互作用影响显著(P<0.05),由单因素方差分析结果可知,70 mg/kg硫酸锌组蛋白高度和哈夫单位最高;饲喂6周,锌源和锌添加水平对蛋白高度和哈夫单位均无显著影响(P>0.05)。无论饲喂3周还是6周,锌源和锌添加水平对蛋壳强度和蛋黄颜色均无显著影响(P>0.05)。
![]() | 表3 不同来源和添加水平的锌对蛋品质的影响(59~64周龄)
Table 3 Effects of sources and different supplemental levels of Zn on egg quality of laying hens(59 to 64 weeks of age)
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由表4可知,无论在血浆还是在肝脏的T-SOD活性方面,锌源和锌添加水平均存在极显著的交互作用(P<0.01)。饲喂3周,140 mg/kg硫酸锌组的血浆T-SOD活性最高,显著高于其他组(P<0.05);而饲喂6周,140 mg/kg蛋氨酸锌组的血浆T-SOD活性最高,且与70 mg/kg硫酸锌组差异不显著(P>0.05),但是显著高于其他组(P<0.05)。肝脏T-SOD活性以70 mg/kg蛋氨酸锌组最高,与70、140 mg/kg硫酸锌组以及35 mg/kg蛋氨酸锌组差异不显著(P>0.05),但是显著高于其他组(P<0.05)。
![]() | 表4 不同来源和添加水平的锌对蛋鸡抗氧化指标的影响(59~64周龄)
Table 4 Effects of sources and different supplemental levels of Zn on antioxidant indices of laying hens(59 to 64 weeks of age)
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在血浆和肝脏Cu,Zn-SOD活性方面,锌源和锌添加水平存在显著的交互作用(P<0.05)。饲喂3周,70 mg/kg蛋氨酸锌组的血浆Cu,Zn-SOD活性最高,与35 mg/kg硫酸锌组的差异不显著(P>0.05),但是显著高于其他组(P<0.05);饲喂6周140 mg/kg硫酸锌组的血浆Cu,Zn-SOD活性显著高于其他组(P<0.05)。肝脏Cu,Zn-SOD活性以70 mg/kg硫酸锌组最高,与140 mg/kg硫酸锌组以及35、70 mg/kg蛋氨酸锌组的差异不显著(P>0.05),但是显著高于其他组(P<0.01)。
饲喂3周,血浆MDA含量随着锌添加水平增加有降低的趋势(P=0.051)。饲喂6周,在血浆MDA含量方面,锌源和锌添加水平存在显著的交互作用(P<0.05);单因素方差分析可知,6周血浆中MDA含量均以70 mg/kg硫酸锌组较低。肝脏MDA含量受锌源影响显著(P<0.05),添加蛋氨酸锌的MDA含量显著低于硫酸锌的(P<0.05)。
在T-AOC方面,锌源和锌添加水平存在显著的交互作用(P<0.05)。饲喂3周,35、140 mg/kg蛋氨酸锌组的血浆T-AOC显著的高于其他组(P<0.05);饲喂6周,140 mg/kg蛋氨酸锌组血浆T-AOC显著高于其他组(P<0.05);70 mg/kg硫酸锌组的肝脏T-AOC显著高于其他组(P<0.05),同时添加硫酸锌的肝脏T-AOC显著高于蛋氨酸锌(P<0.05)。
在血浆抗O-2能力方面,锌源和锌添加水平存在显著的交互作用(P<0.05)。饲喂3周,血浆抗O-2能力以70 mg/kg蛋氨酸锌组的最高,与70 mg/kg硫酸锌组和35 mg/kg蛋氨酸锌组的差异不显著(P >0.05),而显著高于其他组(P<0.05);饲喂6周,血浆抗O-2能力以70 mg/kg硫酸锌组的最高,显著高于其他组(P<0.05);肝脏抗O-2能力以35 mg/kg蛋氨酸锌组的最高,与70 mg/kg硫酸锌组和对照组差异不显著(P>0.05),而显著高于其他组(P<0.05)。综上,70 mg/kg硫酸锌组和35 mg/kg蛋氨酸锌组抗O-2能力较高。
本试验结果表明,除平均蛋重外,锌源和锌添加水平对蛋鸡生产性能无显著影响。本试验中,锌添加水平为70 mg/kg时平均蛋重显著下降,这与张军霞等[7]报道相近,其研究指出饲粮中添加60或180 mg/kg硫酸锌的平均蛋重显著降低。而饲喂53周龄的罗曼褐壳产蛋鸡,饲粮锌添加水平为40、80、120 mg/kg无机锌和120 mg/kg有机锌对蛋鸡的生产性能并无显著影响[5];添加100 mg/kg蛋氨酸锌对换羽后蛋鸡生产性能亦无改善作用[8];添加40 mg/kg蛋氨酸锌使57周龄的海蓝褐产蛋鸡获得最佳生产性能[9]。可见,高锌对蛋鸡生产性能并无显著改善作用,甚至会在一定程度上降低平均蛋重,这可能是因为当体内锌水平过高而其他微量元素并未增加时,锌与饲粮中的其他微量元素产生拮抗作用而抑制了体内营养的吸收,影响蛋重;或者可能是高锌引起了细胞损伤,从而影响蛋重。由此可见,饲粮中添加高水平锌对蛋鸡产蛋后期生产性能并无改善作用。
蛋品质是生产者和消费者共同关注的重要指标,主要包括蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋白高度、蛋黄颜色和哈夫单位等。本试验结果表明,蛋壳厚度受锌源及锌添加水平的影响显著,其中以140 mg/kg蛋氨酸锌组蛋壳最厚。锌是碳酸酐酶(CA)的重要组成部分,高水平锌可更好的促进CA合成,增加蛋壳腺内HCO-3的浓度,促进碳酸钙的沉积,蛋壳变厚。与硫酸锌相比,蛋氨酸锌生物利用率高,可保证夜间消化道持续释放钙,碳酸钙沉积增多,蛋壳更厚。Zamani等[10]研究报道,在基础饲粮(锌50 mg/kg)中添加水平为50、100、150 mg/kg锌可显著提高蛋壳厚度,且添加水平为150 mg/kg的蛋壳最厚,与本试验结果一致。
Mabe等[4]研究表明,饲粮锌添加水平为30或60 mg/kg可在一定程度上提高蛋鸡后期(62~70周龄)蛋壳强度,但二者差异不显著,而锌源对蛋壳强度也无显著影响,与本试验结果一致。而有研究表明,饲粮中添加100 mg/kg蛋氨酸锌并不能提高蛋壳强度、蛋白高度和哈夫单位[8],为提高蛋鸡产蛋后期蛋壳强度和减少其他负面影响,饲粮中最适宜的有机酸锌的添加量为20 mg/kg[11]。饲粮中缺锌时,蛋壳强度明显降低;但随着锌添加水平的提高,蛋壳强度并不能持续增强。在本试验条件下,70 mg/kg硫酸锌组达到最佳蛋壳强度,这可能是由于锌通过调节蛋壳腺内碱性磷酸酶的活性,使蛋壳腺内某些磷酸化的基质蛋白表达,从而影响蛋壳强度。研究发现蛋壳厚度和蛋壳强度之间并无直接关系,蛋壳厚度在提高蛋壳强度方面仅发挥小部分作用,而基质薄膜和蛋壳超微结构在提高蛋壳强度方面具有重要作用[12]。本试验中,在锌添加水平为140 mg/kg时蛋壳最厚,而在锌添加水平为70 mg/kg时蛋壳强度最强,与前人研究结果一致。
哈夫单位是衡量鸡蛋蛋白质量及新鲜程度的综合指标。3周时,鸡蛋哈夫单位在70 mg/kg硫酸锌组达到最大值。研究表明,饲粮添加30 mg/kg硫酸锌可显著提高鸡蛋哈夫单位[1]。添加60 mg/kg氨基酸锌和硫酸锌对60周龄鸡蛋哈夫单位没有显著影响,但添加60 mg/kg氨基酸锌时可显著提高放置5 d后鸡蛋的哈夫单位[13]。锌参与体内300多种酶的形成,如羧酸酶、氨基酰转移酶等,可促进体内蛋白质的合成转运,使鸡蛋的蛋白含量和蛋白浓稠度增加,从而改善哈夫单位。由于锌在体内的转运平衡是一个动态的过程,锌过高会引起机体中毒,因而锌剂量增加没有对哈夫单位产生显著影响。
本试验中,随着蛋鸡周龄的增加,蛋品质有所下降。6周时,鸡蛋的蛋白高度、哈夫单位、蛋壳强度比3周时低,但各处理之间无显著差异。这可能是由于锌的添加不足以抵抗蛋鸡周龄增加导致的蛋品质下降。
T-SOD活性是衡量机体抗氧化性能的重要指标。锌是Cu,Zn-SOD的重要组成部分,Cu,Zn-SOD不仅在机体抗氧化系统中发挥重要作用,而且对维持锌的稳态具有一定的调节作用[14]。锌还可促进金属硫蛋白(MT)的生成,清除体内自由基,抑制机体脂质过氧化反应,减少体内MDA的生成,从而提高机体的抗氧化能力。O2-是体内自由基的一种,抗O2-能力可直接反映机体抵抗自由基的能力。试验结果表明,饲粮中添加锌可以提高血浆和肝脏内T-SOD活性、Cu,Zn-SOD活性、T-AOC和抗O2-能力,降低血浆MDA含量,并且蛋氨酸锌的作用效果较硫酸锌明显;单因素方差分析表明,70 mg/kg硫酸锌组效果最好。前人研究发现,饲粮中氨基酸锌添加水平为60 mg/kg时可显著提高45、60周龄蛋鸡肝脏T-SOD活性和T-AOC含量,显著降低MDA含量,而硫酸锌添加水平为60 mg/kg时则没有上述现象[15]。饲喂60周龄的白来航产蛋鸡,饲粮中添加50 mg/kgZnO或10 mg/kg氨基酸锌可显著降低血浆MDA含量,且氨基酸锌的效果更明显[5]。
随着蛋鸡周龄的增加,机体抗氧化能力下降。而相同周龄情况下,随着锌水平的增加,机体的抗氧化能力提高;而超过一定的剂量,抗氧化能力不再提高,甚至会降低。这可能是由于体内高剂量的锌,加速诱导细胞凋亡[16];或是高锌对铁有较强的拮抗作用,影响铁离子正常功能发挥,而降低机体性能。在本试验中,随着饲喂时间的延长,锌在机体内贮存,饲喂6周后,稍低剂量的锌即可显著提高机体抗氧化性能,如饲喂3周的蛋鸡血浆T-SOD活性以140 mg/kg硫酸锌组最高,而饲喂6周后,血浆和肝脏T-SOD活性以70 mg/kg硫酸锌组最高。体内锌离子的增加,可提高细胞基质Cu,Zn-SOD活性,但由于铜离子的限制,Cu,Zn-SOD活性不能随着锌水平增加而持续升高。因产蛋后期,蛋鸡机体本身旺盛的脂质代谢使蛋鸡体内脂肪积累,容易导致脂肪肝,并且不同部位有些酶的活性不同,因而某些指标在蛋鸡肝脏和血浆内的变化有所不同,如本试验饲喂3和6周血浆的T-AOC都以140 mg/kg蛋氨酸锌组时最高,蛋氨酸锌组显著高于硫酸锌组,而肝脏内则以70 mg/kg硫酸锌组最高,且硫酸锌组高于蛋氨酸锌组。总体而言,锌可提高机体抗氧化能力,但是在血浆和肝脏产生效果的不同。推测由于肝脏是机体内参与生物转化过程的主要器官,血浆则是运输体内营养物质到各部位发挥作用的载体,二者作用重点不同。也可能是由于锌在血浆和肝脏内的含量不同,血浆酶活性较高时,肝脏由于锌积累过多而酶活性降低;而肝脏内酶活较高时,血浆由于锌不足而酶活性较低。还可能是来源产生的差异,可能是经过长时间饲喂后,同一添加水平的锌,硫酸锌在机体内的消化吸收,刚好达到最佳状态,而蛋氨酸锌在体内沉积过多而影响其他元素的吸收利用或诱导细胞损伤,影响机体的抗氧化状态,且研究表明,较低水平的有机微量元素(铜、锌、锰)代替高水平的无机微量元素,可显著提高血浆T-SOD活性,降低MDA含量,但不影响肝脏T-SOD活性和MDA含量[17]。综上,70 mg/kg硫酸锌组蛋鸡机体具有最好的抗氧化性能。
① 锌源未显著影响产蛋后期蛋鸡的生产性能,锌添加水平为70 mg/kg时显著降低鸡蛋平均蛋重;硫酸锌和蛋氨酸锌可显著提高产蛋后期蛋鸡的蛋品质和机体的抗氧化性能。
② 本试验条件下,产蛋后期海兰灰蛋鸡饲粮中使用硫酸锌且锌添加水平为70 mg/kg时效果最佳。
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